Заманауи транспорттық телекоммуникациялық технологиялар. RPR технологиясы

А классты трафик үшін берліу жолағының кепілдігі және джиттер мен кідірістің аз параметрлері қамтамасыз етіледі. А классты трафик тағы да екі түрге бөлінеді: А0 және А1 класстары. А0 классты трафиктің берілуі үшін RPR жүйесінде берілудің нақты жолағы резервтеледі, ол жолақ А0 қолданушымен пайдаланбаса да, өзге қолданушылармен пайдалана алмайды. А1 классты қолданушылар үшін де берілудің жолағы кепілденген, бірақ А1 трафигі жоқ кезде бұл жолақты өзге қолданушылар да пайдалануы мүмкін. А трафигінің мысалдары мыналар бола алады: дауыстық трафик, бейне трафик, трафигі және тағы басқалары.

 

1.2 – сурет. Пакеттердің  үш категориясы: ADD, PASS, DROP

 

В классты трафик үшін берліудің жолағы кепілденген, бірақ джиттер мен кідіріске А классына қарағанда қатаңдау талаптар қойылған. В классты трафиктің мысалы іскерлік-қосымшадан деген берілгендердің TDM трафигі бола алады.

С классты трафик кепілденбеген (best-effort трафигі) трафик болып табылады. Ол үшін не жолақта, не кідіріс пен джиттердің параметрлері кепілденбеген. Оператор өз міндетіне осы типті трафиктің берілуіне арналған міндеттемелерді алады, бірақ басымдылау трафик үшін берілу жолағы жетпеген кезде С трафигінің осы берілуі тоқтатылады. С трафигінің мысалы қарапайым қосымшалардың Интернет трафигі болып табылады.

RPR технологиясына   кіріспені  аяқтай отырып, бұл технологияда  іске асырылған резевртеудің  мүмкін болатын екі сызбасын  қарастырайық. SDH жүйелерінде қолданылатын APS–тің резервтеу сызбасы қазіргі  кезде аз тиімді сызба ретінде  қарастырылады, өйткені желі ресурсының 50%–ын талап етеді. RPR бір уақытта  берілу жүйесінің ресурсын төмендете  отырып, резервтеуді жасауға мүмкіндік  береді.

RPR жүйесінде екі резервтеу  сызбасы қолданылады:  1.-суретте  сызба түрінде көрсетілген трафиктің  айналдыру сызбасы (Wrapping) және автоматтық қайта қосылудың сызбасы (Steering). Келтірілген суретте қалыпты жағдайда трафик сағат тіліне қарсы А-дан В мен С-ға беріледі. Жасауға келмейтін жағдай В мен С арасындағы аймақта байқалады.

Wrapping алгоритмінен пайдалану  жағдайында жөндеуге келмейтін  жағдай кезінде трафик бұрынғысынша  А-дан В-ға беріледі, сосын қайта А-ға бағытталады. Осылайша трафиктің айналдыруы жасалынады. Мұндай сызба RPR түйіндерінің қосымша функционалдығын талап етпейді. Өзінің қарапайымдылығы есебінен Wrapping алгоритмі реконфигурацияның жоғары оперативтілігін қамтамасыз етеді. Бірақ оның өз кемшілігі бар – реконфугурациядан кейін желі ресурсының қос апйдаланылуы, соның нәтижесінде трафиктің кейбір бөлігі түйінне түйінге екі мәрте беріледі.

Steering алгоритмі  А түйінінде  ақау жайлы ақпаратты болжайды. Онда А түйіні В бағытында  емес, D бағытында С-ға берілгендерді беруді бастайды. Трафиктің айналдыру пайда болмайды, ресурс тиімді түрде пайдаланылады. Бірақ А түйініне пайда болған ақау жайлы ақпаратты қалай беру керек деген сұрақ туады. Әдетте ол үшін ақаулар жайындағы сигналдар түріндегі сигнализация жүйесі қолданылады, мысалы “классикалық” SDH-та қолданылатын AIS/RDI. Бірақ онда реконфигурацияға қатысты кідіріс пайда болады, себебі А түйініне ақпараттың берілуіне, жаңа бағыт бойынша ақпараттың анализі мен реконфигурациясы үшін  уақыт керек болады.

 

 

1.3 – сурет. RPR  жүйесіндегі  резервті қайта қосылудың принциптері

 

Берілген екі алгоритмнің өзіндік артықшылықтар мен кемшіліктерге ие болғандықтан, олар RPR жүйелерінде қолданылуы мүмкін. Қазіргі заманғы стандартта негізгі алгоритм Steering алгоритмі болып тбылады, Wrapping алгоритмі қосымша функция ретінде қарастырылады.

RPR технологиясы екі қарастырылған  алгоритмнің бірігуін олардың  әрқайсысының артықшылықтарын пайдалану  мақсатымен мақұлдайды. Ақаудың  пайда болуы кезінде, критикалық  фактор реконфигурация уақыты  болатын кезде RPR-де Wrapping алгоритмі  қолданылуы мүмкін. Сосын реконфигурация  уақыты іске қосылған кезде  берілу жүйесінің ресурсын пайдаланудың  тиімділігін арттырытын Steering алгоритмі  қолданылады.

RPR-дің артықшылықтары. RPR технологиясын жалпы қарастырып, “классикалық” SDH-пен салыстырғандағы артықшылықтарға тоқталайық.

RPR қазіргі заманғы қалаларда  ашылатын сақиналық топологияның  жүйелеріне идеалды түрде бейімделеді. Бұл технология MAN (Metro Area Networks) функциясын  іске асыру үшін өте ыңғайлы, өйткені ол  SDH пен толық байланысты Ethernet технологиясына қарағанда, ресурстың  пайдалану аймағында тиімді.

RPR пакеттік трафикке бейімделген  және бұл механизмге қажеттінің  бәріне ие: Ethernet стандарттарымен  беттесу, коммутация пакеттеріне  бейімделу, трафик бойынша дифференциалды  саясат, пакеттік трафик деңгейінің  ақаулары жайлы қосымша сигналдар.

Берілу процессінде әрбір түйін бүкіл трафикті байқайды және оны ары жіберу не енгізу операциясын іске асыру жайлы шешімді қабылдайды, трафик RPR сақинасы арқылы бір мәрте беріледі. Бұл топтық жан-жаққa берілу трафигінің берілуі үшін маңызды.

RPR қазіргі заманғы оптикалық  желілерге бейімделген. “Классикалық” SDH-тан RPR-ге өту құрылғыдағы модульдің  қарапайым ауыстырылуымен іске  асырылады.

RPR технологиясы SDH технологиясымен  тиімді түрде бірге қолданылуы  мүмкін. Бұл жағдайда SDH жүйесі ресурсының  бір бөлігі ге берілуі мүмкін, ал қалған бөлігі қарапайым  желісі түрінде қызмет етуі  мүмкін. Мұндай сәулет желінің  өтуінің кез келген сатысындағы  өзгеріссіз-ақ,  “классикалық” SDH-тан RPR-ге біртіндеп көшірілу саясатын құруға мүмкіндік береді.

RPR берілу жүйесі тиімді  түрде кеңеюі мүмкін. Жаңа түйіннің RPR жүйесіне қосылуы конфигурацияның  масштабты өзгерісін талап етпейді, жүйенің өзі топологияны қарқынды  түрде өзгертеді.

Өзінің жұмысының икемділігіне қарай RPR берілу жүйесінде ақаулардың пайда болуы кезінде қалыпқа келудің жоғары жылдамдығын (<50мс) қамтамасыз етеді.

Резервті сақинаның ресурсын пайдалану берілу жүйесінің ПӘК-ін жоғарлатады.

Жоғарыда айтылған барлық артықшылықтар RPR-ді NGSDH концепциясын іске асырудың варианттарының біріне жатқызылуы мүмкін. Стандарттар бойынша RPR SDH-қа жақын болмаса да, көптеген жағдайлар қатарында RPR транспорттық жүйесінің басындағы тиімді баптау болуы мүмкін. Сондықтан NGSDH концепциясының кең түсінігінде RPR технологиясын екінші буынды SDH жүйелерінің қазіргі заманғы моделінің тағы да бір маңызды деңгейі ретінде қарастыру керек.

Сонда да, неге RPR технологиясы (VCAT, GFP, LCAS) триадасы секілді берілгендерді пакетті берудің технологиясы және транспорттық желісінің SDH технологиясы арасындағы кеңістікті алып жатыр, ол осы екі әр текті технологияларды біріктіреді. Мұндай жағдай технологиясы үшін нарықтың жеке сегментін қалыптастырады, онда бұл технология болашақта басым болады. Жоғарыда айтылып кеткендей, бұл сегмент – сақиналық топологияның MAN қалалық желілері, ал мұндай желілер өте көп. RPR–дің бұл сегментті басып алу мүмкіндігі қандай?

Жоғарыда біз RPR технологиясының “классикалық” SDH алдындағы артықшылықтарын айтып  өткенбіз, ал олардың ең бастысы – берілу жүйесінің ресурсын пайдаланудың тиімділігі. Бірақ RPR деңгейін қарастырмай-ақ, Ethernet технологиясында тек MAN желілерін неге құрастырмасқа деген орынды сұрақ туады.

Әрине, ондай шешімге біз тыйым салс алмаймыз, NGN-нің демократиялық әлемінде кез келген шешім үшін нарықтың өзіндік сегменті бар. Бірақ RPR мен Ethernet-ті MAN-ның құрылуының екі ұқсас әдістері түрінде салыстырылуы RPR-дің артықшылықтарын көрсетеді.

Ethernet технологиясының RPR алдында  негізгі артықшылығы жұмыстың  жоғары төзімділігі болып табылады. MAN деңгейінің транспорттық желілерін  қалыптастырудың ерекшелігі сенімділіктің  жоғары параметрлерін білдіреді. Сонымен қоса Ethernet технологиясы  “текті жаралануға” ие, себебі  студентті жергілікті желілер  технологиясынан пайда болады, ал  онда сенімділік параметрлері  мен қалыпқа келу жылдамдығыны  маңызды емес. Сондықтан уақытқа  кері нәрсе ретінде RPR-де 50мс-ке  резервке қосылу, Ethernet технологиясы  шамамен 1 минуттық қалыпқа келу  уақытын ұсынады, ал ол қазіргі  кездегі қалалық жағдайдағы берілгендердің  трафигінің берілуі үшін де  рұқсат етілмейді. Мысалы MAN-ды банктердің  берілгендерін, жаңалықтардың сызықтарын, қазіргі кездегі қалалардың автоматтық  жүйелерінің берлігендерін беру  үшін бірнеше минут арасындағы  үзіліс қатерлі нәтижелерге әкеп  соғуы мүмкін. RSTP протоколымен байланысты  жаңа Ethernet стандарттары желі сегменттерінің  жұмысының қалыпқа келу уақытын  азайтуға мүмкіндік береді. Идеал  жағдайдағы қайта қосылуға қажетті 10 мс шамасын да атайды, бірақ  тәжірибелер бұл шамаға қол  жеткізудің қиын екенін көрсетіп  отыр, ал шамамен  уақыттық бағалау  шындыққа жақын болса да, қолайсыз  болады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

ПЦИ /PDH, СЦИ/ SDH және АТМ технологиялары түрлі масштабтағы транспортты желілерді құруда қолданылады. Осы аталған технологиялардың алғашқы екеуі ғана біріншілік цифрлық және транспорттық желілерде ITU-T халықаралық стандартқа сәйкес тарату жылдамдықтарының иерархиясы қолданылады. ПЦИ/PDH технологиясы цифрлы арналардың иерерхия деңгейлері: абоненттік немесе негізгі арна ЕО (64кбит/с) және қолданушылар арна деңгейлері Е1(2.048Мбит/с), Е2 (8.448Мбит/с)6 Е3(34, 368Мбит/с), Е4(139,264Мбит/с). Цифрлы арна деңгейі Е5 (564, 992Мбит/с) ITU-T бойынша анықталған, практикада көп қолданбайды.

Көбінесе оның 5 мағынасы қолданылады (A,RA, H, S,V), ол абоненттік жолдардың цифрлық технологиясы негізінде келесі ақпаратты тарату технологияларын анықтайды:

1.      ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)-ассиметриялық цифрлы

2.      абоненттік жолдар.

3.      RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line)-адаптивті жылдамдықты цифрлы  абонеттік жолдар.

4.      HDSL(High Bit Rate Digital Subscriber Line )- биттерді таратуд жоғары жылдамдықты цифрлы абонеттік жолдар.

5.      SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line)- симметриялы цифрлық абонеттік жолдар.

6.      VDSL (Very High Bit Rate  Digital Subscriber Line)-биттерді таратуда өте жоғары жылдамдықты цифрлық абонеттік жолдар.

RPR технологиясы NGSDH-тің қазіргі  заманғы пакетті трафикпен үйлеспеуінің  мәселелерінің шешімі болып табылады. Бұл технология қазіргі заманғы  пакетті трафиткің сақиналы топологиялы  берілу жүйелеріне, сонымен қоса  қа NGSDH-да берліуінің ерекшелігіне  бейімделуге арналған. Бұл негізде RPR технологиясы қазіргі кезде NGSDH технологиясының мүмкін болатын  іске асырылуы ретінде қарастырылады.

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

1. Теория сетей связи. Учебник для вузов связи. Под ред. В. Н. Рогинского. - М.: Радио и связь, 1981. -192 с.

2.    Абилов А. В. Сети связи и система коммутации. Учебник для вузов. -М.: Радио и связь, 2004. -288 с.

3.    Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов; Под ред. В.Н.Гордиенко и В.В. Крухмалева. -М.: Горячая линия - Телеком, 2004.-510с.

4.    Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В трех томах.  Современные технологии; под. Ред. В.П.Шувалова.-М.: Горячая линия - Телеком, 2004.- 647с.